(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマーマトリックス；
フラックス剤を含むマトリックス添加物；及び
球状フィラー材料であって、前記球状フィラー材料が、金属シェルと膨張性ポリマーコア
とを含む、サーマルインターフェイス材料。
【請求項２】
さらに、炭素ファイバを含む、請求項１に記載のサーマルインターフェイス材料。
【請求項３】
前記ポリマーマトリックスが、柔軟性エポキシを含む、請求項１に記載のサーマルインターフェイス材料。
【請求項４】
前記ポリマーマトリックスが、熱可塑性物を含む、請求項１に記載のサーマルインターフェイス材料。
【請求項５】
前記ポリマーマトリックスが、相変化ポリマーを含む、請求項１に記載のサーマルインターフェイス材料。
【請求項６】
さらに、前記サーマルインターフェイス材料が、半導体チップ及びヒートシンク構造の間に設けられる、請求項１に記載のサーマルインターフェイス材料。
【請求項７】
ポリマーマトリックス；
抗酸化剤を含むマトリックス添加物；及び
球状フィラー材料であって、前記球状フィラー材料が、金属シェルと膨張性ポリマーコア
とを含む、サーマルインターフェイス材料。
【請求項８】
さらに、炭素ファイバを含む、請求項７に記載のサーマルインターフェイス材料。
【請求項９】
前記ポリマーマトリックスが、柔軟性エポキシを含む、請求項７に記載のサーマルインターフェイス材料。
【請求項１０】
前記ポリマーマトリックスが、熱可塑性物を含む、請求項７に記載のサーマルインターフェイス材料。
【請求項１１】
前記ポリマーマトリックスが、相変化ポリマーを含む、請求項７に記載のサーマルインターフェイス材料。
【請求項１２】
さらに、前記サーマルインターフェイス材料が、半導体チップ及びヒートシンク構造の間に設けられる、請求項７に記載のサーマルインターフェイス材料。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
ポリマー化合物は、例えば集積回路チップと集積熱スプレッダ（ＨＩＳ）とを結合するために、サーマルインターフェイス材料（ＴＩＭ）として使用されてきた。しかしながら、ＴＩＭを硬化する工程及び確実に押し付けるための応力のために、剥がれてしまって熱伝導性を損なうという問題が起こり得た。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
ポリマーサーマルインターフェイス材料を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明に係るポリマーサーマルインターフェイス材料、ポリマーマトリックス；マトリックス添加物であって前記マトリックス添加物がフラックス剤を含むマトリックス添加物；及び有機物はんだ可能性コーティングを含む金属コアとを含むサーマルインターフェイス材料（ＴＩＭ）である。
【０００４】
本明細書は、特許請求の範囲において、本発明に関して請求される発明を明確に指摘するものであるが、本発明の利点については、本発明についての以下の説明を添付の図面を参照しつつさらに容易に確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】図１は、本発明の実施態様によるポリマーサーマルインターフェイス材料を示す。
【図２】図２は、本発明の実施態様による球状フィラー材料の断面を示す。
【図３】図３は、本発明の実施態様によるポリマーサーマルインターフェイス材料の応用を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
以下の発明の詳細な説明で、添付図面を参照する。これらの図面は、本発明の実施可能な特定の態様を説明的に示す。これらの実施態様は、特この技術分野の熟練者にとって本発明を実施するために十分に詳細に記載されている。理解されるべきは、本発明の種々の実施態様は、それぞれ異なっているけれども、お互いに排他的になる必要はないということである。例えば、ひとつの実施態様に関連してここで記載される特定の構成、構造又は特徴は、本発明の本質及び範囲から離れることなく他の実施態様においても適用することができるものである。さらに、理解されるべきは、個々の開示される実施態様において、個々の要素の位置又は配置は本発明の本質及び範囲から離れることなく変更することが可能であるということである。以下の詳細な説明は従って、限定的な意味で理解されてはならない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲においてのみ規定されるものであり、特許請求の範囲に付与されるべき完全な均等の範囲に沿って適切に解釈されるべきである。図面において、同じ番号は、図面全体に亘って同じか類所の機能を有するものに付される。
【０００７】
図１は、本発明の実施態様によるポリマーサーマルインターフェイス材料を示す。ここで示されるようにＴＩＭ１００は、ポリマーマトリックス１０２、マトリックス添加物１０４、球状フィラー材料１０６及び繊維状材料１０８を含む。ただし本発明これらに限定されるものではない。ひとつの実施態様において、ＴＩＭは図１に示される全ての材料を含まなくてもよい。例えば、繊維状材料１０８が含まれない場合又は他の示されていない材料を含んでいる場合があり得る。
【０００８】
ポリマーマトリックス１０２は、ＴＩＭ１００に、接着性及び柔軟性を付与することができる。例示の実施態様において、ポリマーマトリックス１０２は、シリコーン系ゲルである。他の実施態様においては、ポリマーマトリックス１０２は、柔軟性（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）エポキシであり、エポキシの高い接着性とシリコーンの良好な柔軟性の利点を組み合わせたものである。柔軟性エポキシの一例としては脂肪族ポリグリコールジエポキシドである。他の実施態様においては、ポリマーマトリックス１０２は、アセタール、アクリル、セルロース、アセテート、ポリエチレン、ポリスチレン、ビニール、ナイロン又はそれらの組み合わせのような熱可塑性物である。他の実施態様においては、ポリマーマトリックス１０２は、ポリオレフィン、ポリエステル、シリコーン、パラフィン又はアクリルのような相変化性ポリマーである。
【０００９】
マトリックス添加物１０４は、ポリマーマトリックス１０２と球状フィラー材料１０６との境界特性を強化し及び／又はより良好な熱伝導性をもたらすために、存在してもよい。ひとつの実施態様において、マトリックス添加物１０４は、フラックス剤、例えば短鎖で低揮発性カルボン酸、アミノ酸、アルデヒド、ロジン、及び主鎖又は側鎖に酸基を有するポリマー酸である。他の実施態様において、マトリックス添加物１０４は、ポリマーマトリックス１０２が加熱される際に酸化や分解に対する抑制を強化するために、そして熱安定性を強化するため、抗酸化剤又は熱安定化剤である。抗酸化剤又は熱安定化剤の例としては、シアノックス（Ｃｙａｎｏｘ）、ベンゾキノン、シアソルブ（Ｃｙａｓｏｒｂ）、２、４、６−トリーｔｅｒｔ−ブチルフェノール及びジフェニルアミンが挙げられる。
【００１０】
球状フィラー１０６は、ＴＩＭ１００に熱伝導性強化をもたらすために配合され、図２に関して示されるように作られる。均一な直径を持つように示されているが、球状フィラー材料１０６は種々の異なる直径をもってよい。ひとつの実施態様において、球状フィラー材料１０６の直径は、約１０から約３０μｍの範囲で変化してよい。
【００１１】
繊維状材料１０８は、ＴＩＭ１００に、ＴＩＭが拡張する際の拡張可能な熱伝導路をもたらすために添加されることができる。ひとつの実施態様において、繊維状材料１０８は、高Ｌ／Ｄ（長さ／直径）比を持つ炭素ファイバである。ひとつに実施態様においては、繊維状材料１０８は、ＴＩＭの体積で約８％までの濃度を有することができる。
【００１２】
図２は、本発明の実施態様における球状フィラー材料の断面を示す。示されるように、球状フィラー材料１０６は、コア２０２、内部シェル２０４及び外部シェルを含んでいてよい。ただし他の実施態様においては球状フィラー材料１０６は示される全ての層に含まれていなくてもよい。例えば内部シェル２０４はなくてもよく、又は示されていないが他の追加の層が含まれていてもよい。
【００１３】
コア２０２は、球状フィラー材料１０６の全体を示す。一つの実施態様においては、コア２０２は、はんだ、金属、低融点合金又は他の高熱伝導性材料であってよい。他の実施態様においては、コア２０２は、ジビニルベンゼンクロスリンクポリマーのような膨張性ポリマーであり、比較的高い熱膨張係数を持ち、従って熱に晒される際にギャップを埋めるように作用し、それにより熱に晒される範囲全体に亘り効果的な熱伝導をもたらす。内部シェル２０４及び／又は外部シェル２０６は、球状フィラー材料１０６に、熱伝導性の改良及び／又は酸化防止をもたらす。ひとつの実施態様において、コア２０２は、膨張性ポリマー材料であり、内部シェル２０４は導電性金属層であり、外部シェル２０６は、はんだ層である。他の実施態様においては、コア２０２は、低融点合金（ＬＭＡ）のような熱伝導性であるが酸化性の不安定な材料であり、外部シェル２０６は有機のはんだ付け可能な保存（ＯＳＰ）コーティングである。他の実施態様においては、ＯＳＰは、可能性のあるアゾール又はイミダゾール系のＯＳＰ活性成分の、コア２０２（又は内部シェル２０４）のはんだ元素へ配位の結果として、有機金属ポリマーからなるものである。
【００１４】
図３は、本発明の実施態様によるポリマーサーマルインターフェイス材料の応用を示す。パッケージ構造３００が示されており、ＴＩＭ１００は、半導体チップ３０２及び熱スプレッダ構造３０４との間に配置される。また、熱スプレッダ構造３０２及びヒートシンク構造３０６の間に配置されてもよい。ＴＩＭ１００は、本発明の実施態様のいずれかであってよい。ひとつの実施態様において、半導体チップ３０２は、シリコーン半導体チップを含み、及びパッケージ構造３００はセラミックパッケージ及び／又は有機物パッケージ構造であってよい。
【００１５】
前記説明は、本発明の方法で使用可能な特定の工程及び材料について説明するものであるが、この技術分野の熟練者にとって、多くの変形、変更が可能であることは理解されるであろう。従って、全てのこれらの改良、変形、変更、置換及び付加はまた、添付された特許請求の範囲で定義された本発明の本質及び範囲内に含まれるものと考えられるべきである。さらに、マイクロエレクトロニクス装置の特定の側面については当該分野においてはよく知られていることであることは理解されるべきである。従って、ここで提供された図面は、本発明の実施を可能とするマイクロエレクトロニクスを例示するほんの一部であることを、理解されるべきである。
【符号の説明】
【００１６】
１００  ＴＩＭ
１０２  ポリマーマトリックス
１０４  マトリックス添加物
１０６  球状フィラー材料
１０８  繊維状材料
２０２  コア
２０４  内部シェル
２０６  外部シェル
３００  パッケージ構造
３０２  半導体チップ
３０４  熱スプレッダ構造
３０６  ヒートシンク構造
【図１】
0005325987.tif 000002
【図２】
0005325987.tif 000003
【図３】
0005325987.tif 000004